KR20160014882A - 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건물의 벽체 또는 천장, 바닥 등의 내.외장재에 설치되어 건물 실내의 단열 효과를 제공하는 건축용 복합 단열재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 단열성능이 높은 페놀 폼의 양측에 압출발포 폴리스틸렌 폼을 부착하여 페놀 폼의 단점을 극복하였으며, 이로 인해 안정된 단열 성능과 편리한 시공 특성을 갖는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재에 관한 것이다.
Description
본 발명은 건물의 벽체 또는 천장, 바닥 등의 내.외장재에 설치되어 건물 실내의 단열 효과를 제공하는 건축용 복합 단열재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 단열성능이 높은 페놀 폼의 양측에 압출발포 폴리스틸렌 폼을 부착하여 페놀 폼의 단점을 극복하였으며, 이로 인해 안정된 단열 성능과 편리한 시공 특성을 갖는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재에 관한 것이다.
일반적으로 건축물에 사용되는 복합 단열재는 건축물의 벽면에 부착하여 열이동을 막을 목적으로 사용되는 것으로 건축물의 내,외벽에 시공되어 냉기,열기,복사열을 반사 차단하여 건축물의 내부온도가 외부 온도 변화에 의한 영향을 적게 받도록 하는 기능을 한다.
또한 건축물에 사용하는 단열재는 열의 유출과 불필요한 열의 유입을 방지하여 에너지 절약을 촉진하고 표면 결로(수분을 포함한 대기의 온도가 이슬점 이하로 떨어져 대기에 함유된 수분이 물체 표면에서 물방울로 맺히는 형상)나 실내 온도의 편향 분포 및 왜곡을 방지하여 쾌적한 실내 온도가 확보될 수 있도록 설계된다.
표면 결로는 겨울철에 주로 발생 하지만 여름에도 실내와 실외의 온도 차이로 인해 가끔씩 발생되며, 주로 건물 지하실과 같은 곳에서 발생할 수 있다. 특히 여름철에는 외부의 영향으로 건물 지상부분의 벽체는 온도가 높아지지만, 지하실의 벽체는 외부의 영향을 거의 받지 못하므로 결로가 발생하게 되는 것이다.
따라서, 건물의 표면에 부착하는 단열재를 효과적으로 이용하면 열 이동을 둔화시키고 동시에 결로를 효과적으로 예방할 수 있기 때문에 단열재의 단열성능은 매우 중요하다. 뿐만 아니라. 단열 성능의 향상으로 인해 냉, 난방의 효과가 향상되어 냉, 난방비를 절약할 수 있는 이점이 발생할 수 있다.
이처럼 단열 성능을 향상 시키기 위해서는 단열재의 열관류율이 낮은 제품을 사용하여야 하며, 열관류율은 재료의 두께를 크게 하는 것과 열전도율이 낮은 재료를 선정하는 것 등으로 구분할 수 있다. 이 중 비용과 시공성 등이 우선적으로 고려되기 때문에 재료의 두께를 크게 하는 것보단 열전도율이 낮은 재료를 선택한 후 건물 벽체에 매입 시공하는 방법이 일반적으로 사용되었다. (열관류율은 일정 두께를 갖는 부재의 양 표면이 각각 유체에 접하고 양 유체에 온도차가 있을 경우 고온에서 저온 측으로 부재를 통해 열이 흘러가는 것을 말한다.)
상기와 같은 단열재는 석면, 폴리우레탄 폼, 폴리스틸렌 폼(Polystyrene form), 페놀 폼(Phenolic Foam) 등이 사용되어 왔으며, 석면의 경우 세계보건기구(WHO)에서 발암물질로 지정한 바 되어 국내에서도 그 사용이 제한되고 있다. 이중 압출발포 폴리스틸렌 폼은 열전도율이 낮으며 내흡수성이 강해 널리 사용되고 있지만 난연성 또는 불연성이 취약한 소재로서 화재 예방의 각종 규제에 부합하지 못하는 소재로 인식되고, 페놀 폼은 화학적으로 가장 안정된 성질과 화재에 강한 장점이 있지만 습기 흡수성이 높아 내구성 및 성형 가공이 어렵다. 그리고 단열재의 투습은 단열성을 급격히 저하시키는 등의 어려운 문제점이 발생하였다.
따라서 종래의 단열재의 두께를 감소시키되 단열성능은 향상되도록 압출발포 폴리스틸렌 폼의 장점과 페놀 폼의 장점을 이용한 새로운 적층 방식을 도입하여 종래의 단열재보다 우수한 건축용 단열재의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 페놀 폼의 양측에 폴리스틸렌 폼을 부착시켜 페놀 폼의 외부로부터 투습을 방지시켜 내구성을 향상시켰으며, 단열성능 저하를 개선시켜 단열재의 표면 자체에 발생하는 결로현상에 의한 수분이 페놀 폼의 측면으로 침투하지 않아 내흡수성 및 단열성능이 향상되고, 표면이 압출발포 폴리스틸렌 폼으로 포장되어 취급시 파손되는 현상을 방지할 수 있는 건축용 복합 단열재를 제공하는 목적으로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 페놀 폼 단열재의 시공 시 외부에서 가해지는 내, 외압에 의한 단열재의 변형 및 파손을 최소화할 수 있으며, 단열성능이 향상 됨에 따라 단열재 자체의 두께가 감소되어 편리한 시공성을 가지고, 페놀 폼으로 인해 방염 및 난연성이 우수한 건축용 복합 단열재를 제공할 수 있다.
본 발명의 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재는 우레탄 또는 멜라민 또는 아크릴 수지에 실리카흄, 산화알루미늄, 그라파이트를 포함하여 제조되고 소정의 두께를 가지는 판형상으로 형성되는 주단열판(100); 상기 주단열판(100)의 일측에 부착되며 발포 폴리에틸렌 수지로 제조되는 제1 보조단열판(200); 상기 제1 보조단열판(200)과 상호 대칭을 이루도록 상기 주단열판(100)의 타측에 부착되며 발포 폴리에틸렌 수지로 제조되는 제2 보조단열판(300); 상기 제1 보조단열판(200) 및 상기 제2 보조단열판(300)을 상기 주단열판(100)에 부착시키도록 상기 주단열판(100)의 양측면에 각각 도포되는 접착층(400);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 주단열판(100)은 우레탄 또는 멜라민 또는 아크릴 수지에 실리카흄, 산화알루미늄, 그라파이트를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 주단열판(100)은 페놀 수지 폼보드에 상기 실리카흄, 그라파이트를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 접착층(400)은 우레탄 수지를 포함하여 제조되되, 상기 주단열판(100)의 개방된 측면으로 침투하는 수분을 차단하기 위해 상기 주단열판(100)의 가장자리를 따라 상기 접착층(400)이 도포되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 주단열판(100)과 접촉되는 상기 제1 보조단열판(200) 및 상기 제2 보조단열판(200)의 접촉면에는 상기 접착층(400)의 점착을 향상시키기 위해 연마제를 사용하여 센딩(sanding) 가공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 페놀 수지로 제작된 주단열판의 양측에 소정의 두께로 이루어진 보조단열판이 구비되어 주단열판의 시공에 따른 내, 외압에 의한 강도를 향상시키고, 결로현상에 의해 단열판 표면에 맺히는 수분이 침투하는 것을 보조단열판이 차단하여 주단열판을 수분에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 페놀 수지로 인해 방염 및 난연성이 우수하여 화재에 강하고 페놀 수지와 폴리에틸렌 수지의 조합으로 인해 열전도율 증가를 억제하여 단열성능이 향상됨으로 인해 안정된 단열성능과 편리한 시공성을 갖는 고신뢰성 건축용 복합 단열재를 사용자에게 제공할 수 있는 효과가 발생한다.
도 1 은 본 발명의 건축용 복합 단열재의 전체적인 모습을 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명의 주단열판과 제1 및 제2 보조단열판의 분리된 모습을 나타낸 분해 사시도.
도 3 은 본 발명의 건축용 복합 단열재의 단면도.
도 4 는 본 발명의 건축용 복합 단열재의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명의 주단열판과 제1 및 제2 보조단열판의 분리된 모습을 나타낸 분해 사시도.
도 3 은 본 발명의 건축용 복합 단열재의 단면도.
도 4 는 본 발명의 건축용 복합 단열재의 다른 실시예를 나타낸 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1 은 본 발명의 건축용 복합 단열재의 전체적인 모습을 나타낸 사시도, 도 2 는 본 발명의 주단열판과 제1 및 제2 보조단열판의 분리된 모습을 나타낸 분해 사시도, 도 3 은 본 발명의 건축용 복합 단열재의 단면도, 도 4 는 본 발명의 건축용 복합 단열재의 다른 실시예를 나타낸 사시도에 관한 것이다.
도 1 을 참조하면 본 발명의 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재는 주단열판(100)을 갖는다. 주단열판(100)은 상하 또는 좌우방향으로 연장되는 판형상으로 형성되며, 소정의 두께를 가지도록 형성된다. 주단열판(100)은 다양한 첨가제를 포함하여 제조될 수 있는데, 첨가제는 우레탄 또는 멜라민 또는 아크릴 수지 등에 실리카흄, 산화알루미늄, 그라파이트 등을 포함하여 제조될 수 있다.
상기 주단열판(100)은 몰드 내에서 건축물의 용도나 형태를 고려하여 요구되는 물성을 갖도록 발포 성형될 수 있으며, 발포제로는 펜탄, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산, 사이클로펜탄 등의 화합물이 사용될 수 있다. 다만 주단열판(100)에 발포제의 함량이 일정량 미만으로 첨가가 되면 밀도 및 강도 등에 문제가 발생될 수 있으므로 2~10% 내외의 범위에서 첨가하여 제조하는 것이 바람직하다.
상기 주단열판(100)을 형성하는데 사용되는 상기의 조성물 또는 첨가제는 주단열판(100)을 성형 및 건축물의 용도에 맞게 가공할 때 작업성을 향상시키기 위함이며, 주단열판(100)이 불연성 및 방음, 방습 등의 부가되는 기능을 포함할 수 있도록 하기 위함이다.
먼저 폴리우레탄 수지를 첨가함으로써 내오존성, 분자구조간에 매우 우수한 결합력을 보여 내마모성이 향상될 수 있으며, 인열 및 인장강도를 향상시킬 수 있고, 멜라민 수지는 열경화성 수지로써 내수성, 내용재성이며, 강도, 전기절연, 내후성 등도 우수하고, 연소시 인체에 유해한 다이옥신의 발생 우려가 없고, 제조 시 쾌적한 작업완경을 제공할 수 있기 때문에 주단열판(100)의 소재로 사용이 가능하다. 한편 아크릴 수지를 첨가함으로써 제조원가를 절감시킬 수 있으며, 난연성 및 접착성의 물성이 우수해질 수 있는 장점이 발생한다.
또한 주단열판(100)은 페놀 수지로 제작될 수 있는데, 페놀 수지는 열경화성 수지로써 우수한 내열성을 가지며 자기소화온도(self-ignition temp.)가 480℃로 매우높고 연소 시 분해가스로는 물과 이산화탄소가 주로 생성되어 연기발생량이 적고 인체에 유해한 가스가 배출되지 않아 현재 친환경적인 인테리어 및 단열재의 소재로 널리 쓰이고역학적한 페놀수지를 발포시켜 일정한 두께를 가지도록 주단열판(100)을 성형하고, 우수한 내열성으로 인해 고온에서도 열 변형이 거의 발생하지 않는 장점이 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 주단열판(100)의 일측에는 제1 보조단열판(200)이 부착된다. 제1 보조단열판(200)은 발포 폴리에틸렌 수지로 제조될 수 있다. 제1 보조단열판(200)은 소정의 두께를 갖는 판 형상으로 제조될 수 있는데, 이때 주단열판(100) 두께보다 작은 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 한편 제1 보조단열판(200)과 주단열판(100)을 중심으로 대칭을 이루는 제2 보조단열판(300)이 형성된다. 제2 보조단열판(300)은 주단열판(100)의 타측면에 부착되며 제1 보조단열판(200)과 동일한 재질인 발포 폴리에틸렌 수지로 제조될 수 있다.
이때 제1 보조단열판(200)과 제2 보조단열판(300)는 주단열판(100)의 전체는 감싸는 구조로 형성될 수 있으나 바람직하게는 양측면에 접착제에 의해 부착된다. 상기와 같은 폴리에틸렌 수지는 역학적측면뿐만 뛰어나고 유연성이 있으며, 충격흡수성이 높아 반복충격에 의한 완충특성이 없는 것이 최대의 장점이다. 또한 열전도율이 작아 단열성이 좋으며, 내수성으로 인해 건축물에서 발생하는 결로현상에 의한 부식의 위험성이 감소되는 장점이 있다.
따라서, 주단열판(100)의 깨지기 쉽고 발수성이 약하며 취급하기가 어려워 시공에 불편함을 발생시켰던 단점을 제1 보조단열판(200) 및 제2 보조단열판(300)으로 인해 개선시킬 수 있는 효과가 발생한다.
또한 종래에 사용되는 단열재의 두께가 200mm 의 두께의 단열재였다고 가정하면 주단열판(100) 및 제1 및 제2 보조단열판(200,300)으로 조합된 본 발명의 단열재는 약 120~150mm의 두께를 가지고도 동일한 단열효과를 제공할 수 있으며, 종래의 단열재와 동일한 두께를 가지도록 제작된다하더라도 그 이상의 단열효과를 나타내므로 건물의 난방 및 냉방에 따른 경제적인 측면에서 상당한 이익을 제공할 수 있다.
도 2 및 도 3 을 참조하면 제1 및 제2 보조단열판(200,300)이 주단열판(100)에 부착될 때 주단열판(100) 또는 제1 및 제2 보조단열판(200,300)의 접착면에는 접착층(400)이 각각 도포될 수 있다. 이때 제1 보조단열판(200) 및 제2 보조단열판(200)의 측면을 모래 및 기타 연마제를 사용하여 센딩(sanding) 가공할 수 있다. 이는 주단열판(100)과 제1 및 제2 보조단열판(200,300)의 점착성을 향상시키기 위한 목적을 갖는다.
도 4 를 참조하면 접착층(400)은 내수성이 있는 우레탄 수지를 포함하여 제조된다. 이때 접착층(400)이 주단열판(100)에 도포될 때 주단열판(100)의 가장자리를 따라 주단열판(100)의 전면을 감싸도록 도포될 수 있는데, 이는 제1 및 제2 보조단열판(200,300)이 부착되지 않는 주단열판(100)의 측면으로 수분이 침투하는 것을 차단하기 위한 것이다. 또한 접착층(400)는 주단열판(100)의 측면뿐만 아니라 제1 및 제2 보조단열판(200,300)의 측면에도 동시에 도포된 후 건조되면 운반 및 시공 발생할 수 있는 모서리 부분의 파손을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 단열성능이 향상된 건축용 복합 단열재는 바람직하게는 페놀 수지로 제작된 주단열판(100)의 양측에 소정의 두께로 이루어진 제1 및 제2 보조단열판(200,300)이 구비되어 주단열판(100)의 시공에 따른 내, 외압에 의한 강도를 향상시키고, 건물의 내, 외부의 온도차이로 인해 발생하는 결로현상에 의해 주단열판(100) 표면에 맺히는 수분이 침투하는 것을 제1 및 제2 보조단열판(200,300)이 차단하여 주단열판(100)이 수분에 의해 부식되는 것을 방지함에 따라 안정된 단열성능과 편리한 시공성을 사용자에게 제공할 수 있다.
100 : 주단열판
200 : 제1 보조단열판
300 : 제2 보조단열판 400 : 접착층
500 : 접착돌기
300 : 제2 보조단열판 400 : 접착층
500 : 접착돌기
Claims (5)
- 소정의 두께를 가지는 판형상으로 형성되는 주단열판(100);
상기 주단열판(100)의 일측에 부착되며 발포 폴리에틸렌 수지로 제조되는 제1 보조단열판(200);
상기 제1 보조단열판(200)과 상호 대칭을 이루도록 상기 주단열판(100)의 타측에 부착되며 발포 폴리에틸렌 수지로 제조되는 제2 보조단열판(300);
상기 제1 보조단열판(200) 및 상기 제2 보조단열판(300)을 상기 주단열판(100)에 부착시키도록 상기 주단열판(100)의 양측면에 각각 도포되는 접착층(400);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재. - 제 1 항에 있어서,
상기 주단열판(100)은 우레탄 또는 멜라민 또는 아크릴 수지에 실리카흄, 산화알루미늄, 그라파이트를 포함하여 발포 제조되는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재. - 제 1 항에 있어서,
상기 주단열판(100)은 페놀 수지에 상기 실리카흄, 그라파이트를 포함하여 발포 제조되는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재. - 제 3 항에 있어서,
상기 접착층(400)은 우레탄 수지를 포함하여 제조되되, 상기 주단열판(100)의 개방된 측면으로 침투하는 수분을 차단하기 위해 상기 주단열판(100)의 가장자리를 따라 상기 접착층(400)이 도포되는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재. - 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주단열판(100)과 접촉되는 상기 제1 보조단열판(200) 및 상기 제2 보조단열판(200)의 접촉면에는 상기 접착층(400)의 점착을 향상시키기 위해 연마제를 사용하여 센딩(sanding) 가공하는 것을 특징으로 하는 단열성능이 향상되는 건축용 복합 단열재.
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